南丰蜜橘β-胡萝卜素羟化酶基因内含子的鉴定和分析

植物β-胡萝卜素羟化酶(简称β-羟化酶)是玉米黄素合成过程中的关键酶。柑橘、拟南芥、大白菜等多种植物β-羟化酶基因都已被克隆。柑橘中合成玉米黄素的中间产物β-隐黄素的含量远远高于其它植物,推测柑橘与其它植物的β-羟化酶基因相比有一些特殊的差异。本研究以南丰蜜橘为材料,克隆了柑橘β-羟化酶全长基因,并对该基因内含子进行定位和分析,结果表明南丰蜜橘β-羟化酶基因具有6个内含子,其中内含子6的长度远大于拟南芥和大白菜中相应的内含子。进一步研究发现内含子6中有两段特殊序列,一段长122 bp,另一段长95 bp。特别是122 bp序列两端具有反向重复序列,全序列中含有许多不同的转录起始原件。二级结构预测其对应RNA二级结构能构形成较稳定的发夹结构。     

雨生红球藻β-胡萝卜素羟化酶基因的克隆与序列分析

利用RT-PCR技术,从雨生红球藻(Haematococcus pluvialis 34-1n)总RNA中扩增出β-胡萝卜素羟化酶基因cDNA序列,将此序列亚克隆于pMD 18-T simple Vector上,经过序列测定,表明该基因的开放阅读框为879bp,编码292个氨基酸,与雨生红球藻(H. pluvialis Flotow NIES-144)β-胡萝卜素羟化酶基因氨基酸序列相比,其在编码氨基酸的第33位有一个氨基酸的缺失。在15、314、9和56位上的氨基酸也存在差异。多序列比对分析表明,雨生红球藻与莱茵衣藻的亲缘关系较近,与其他高等植物以及细菌的亲缘关系相对较远。     

梅花‘南京红须’F3''H全长基于gDNA的TAIL-PCR法克隆

根据从基因组DNA扩增到的梅花‘南京红须’类黄酮3’-羟化酶基因片段（469bp）设计3条嵌套的特异性引物．与6条短的随机简并引物组成的引物库分别用热不对称交错PCR法从‘南京红须’基因组DNA扩增该片段的5’和3’旁侧序列。获得的5’和3’旁侧序列分别长1443bp和1200bp。将两个旁侧序列在469bp片段的基础上拼接得到‘南京红须’全长为2lrl4bp的类黄酮3’-羟化酶基因,被命名为pmhxF3’H。序列分析表明：该基因与11条正式发表的、已递交到GenBank的类黄酮3’-羟化酶基因的eDNA序列在总体上有52．21％的一致性．具有3个内含子。其启动子含有1个“AGGA盒”、1个“GC盒”和3个“TATA盒”。这是首次用热不对称交错PCR法从木本植物的基因组DNA克隆到类黄酮3’-羟化酶基因。本研究将为梅花花色的分子生物学机理探索、花色的基因工程改良提供参考。     

虾夷扇贝β-actin基因的克隆和序列分析

为进一步研究虾夷扇贝功能基因的表达调控。利用SMART cDNA文库构建试剂盒成功构建了健康虾夷扇贝外套膜和肾脏两种组织的cDNA文库。对随机选取的4009个克隆进行5′端测序,比对,筛选出1条β肌动蛋白同源序列,对此EST序列两端进行扩增、测序,得到肌动蛋白基因cDNA全长序列。肌动蛋白基因cDNA全长1536bp(不包括polyA),5′端非编码区84bp,3′端非翻译区321bp,阅读框1131bp,编码377个氨基酸。在基因组DNA中,该基因被一个内含子分为两段,内含子位于第41和第42个氨基酸之间,长度为1498bp。系统发育分析显示该肌动蛋白属于β类型。本研究得到的虾夷扇贝β-肌动蛋白基因可以被用于作为定量某种虾夷扇贝mRNA的标准,这为继续研究虾夷扇贝其它功能基因,及其分子生物的进一步研究、促进其他相关分子发育和系统进化研究奠定了基础。     

热带爪蟾Hoxa11基因克隆及序列的进化分析

 H oxa1 1基因是控制脊椎动物肢发育的重要基因 .根据人和鼠 H oxa1 1基因外显子 区和 区的保守序列设计了简并引物 ,采用 PCR法从热带爪蟾基因组 DNA中扩增和克隆到了H oxa1 1基因 ,并测定了核苷酸序列 .克隆的热带爪蟾 H oxa1 1基因片段长 1 598bp,由外显子 、内含子和外显子 三部分组成 ,其中外显子 60 4 bp,外显子 49bp.将该片段的核苷酸序列与人、鼠、斑马鱼 H oxa1 1基因的相应区域进行比较 ,发现该基因的内含子长度存在明显差异 .斑马鱼、热带爪蟾、鼠和人的内含子长度分别为 632 bp,945bp,1 42 1 bp和 1 41 2 bp,随动物进化阶梯的提高而变长 .外显子 区则高度保守 ,都是 49bp,外显子 区在长度上呈现约 1 0 %的变异 .将热带爪蟾 H oxa1 1基因编码的氨基酸序列与人、鼠、斑马鱼进行比较 ,它们之间分别有 67.0 %、66.5%和 46.0 %的同源性 .热带爪蟾与哺乳动物的同源性高于鱼类 ,可能反映了脊椎动物从鳍到肢的进化过程中 ,H oxa1 1基因经历了较多的变异 .     

绿色杜氏藻不同β-胡萝卜素羟化酶基因家族胁迫应答模式研究

β-胡萝卜素羟化酶(β-carotenoid hydroxylase, CHYB)是植物类胡萝卜素生物合成途径中的一个重要限速酶。本研究对绿色杜氏藻转录组测序数据进行分析,获得2条β-胡萝卜素羟化酶家族基因chyb1和chyb2。采用染色体步移法分别克隆并获得了绿色杜氏藻chyb1和chyb2基因的启动子序列,全长分别为1080 bp(GenBank登录号：KY012338)和1155 bp (GenBank登录号：KY012339)。利用Plantcare软件分析两个启动子的顺式作用元件,结果表明绿色杜氏藻chyb1基因启动子含有与甲基茉莉酸、花生四烯酸、水杨酸等非生物胁迫相关的顺式作用元件,而绿色杜氏藻chyb2基因启动子含有与光照相关的顺式作用元件。通过qRT-PCR分析了绿色杜氏藻CHYB基因家族在不同胁迫下的基因表达水平,结果表明该基因家族的基因表达水平与启动子调控相关,且不同的家族基因应答不同的胁迫。     

柿ξ-胡萝卜素脱氢酶基因的克隆与序列分析

通过对柿ζ-胡萝卜素脱氢酶(-ζCarotene desaturase,ZDS)基因的克隆及序列分析,旨在为改良柿果实品质奠定基础。根据GenBank中其他植物ZDS基因的保守序列设计了两条PCR扩增引物,以柿果实中所提取的RNA为模板,采用RACE技术扩增出一条约为500bp的条带。经过序列分析,其长578bp,不含内含子,具有部分开放阅读框(177bp)、终止密码子(TGA)和poly(A)尾巴(11bp),共编码58个氨基酸。该序列及其所编码的氨基酸与其他植物ζ-胡萝卜素脱氢酶基因均具有较高的同源性。该基因已提交GenBank数据库,登录号为GU075728。     

多粘类芽孢杆菌SC2 xynD和gluB的克隆及序列分析

β-1,4-木聚糖酶和β-1,3-1,4-葡聚糖酶活性检测结果表明,多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)SC2能同时产生β-1,4-木聚糖酶和β-1,3-1,4-葡聚糖酶.以菌株SC2的基因组DNA为模板,通过TAIL-PCK方法克隆到4 807bp的DNA片段.DNAMAN软件分析,该DNA片段包含2个开放阅读框(ORF),ORF1长度为1 908 bp,编码含635个氨基酸、分子量为67.8kD的蛋白;ORF2长度为714 bp,编码含237个氨基酸、分子量为26.8kD的蛋白.BLAST分析结果表明,ORFI与已报道的P.polymyxa ATCC 842的xynD基因相似性为94%.ORF2与P.polymyxaWY110的gluB基因相似性为99%.基因序列的系统发育分析进一步说明.ORFI和ORF2分别为β-1,4-木聚糖酶基因xynD和β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因gluB.     

尾叶桉GLU4无性系F5H基因的克隆表达及序列分析

[目的]克隆尾叶桉(Eucalyptus urophylla)GLU4中F5H基因全长,并对其进行序列和表达模式分析。[方法]根据NCBI公布的F5H基因保守序列设计引物,以尾叶桉GLU4茎部组织为试验材料克隆其g DNA和c DNA片段,利用荧光定量PCR分析其在植株不同组织中的表达模式。[结果]该基因g DNA长2 358 bp,c DNA长1 610 bp,含有2个外显子、1个内含子。开放阅读框编码529个氨基酸,Eu F5H编码的蛋白为一个带负电荷、存在跨膜结构、定位在内质网起始分泌途径中的蛋白质,二级结构包含典型的的α-螺旋和β-折叠,根据三级结构推测其可能具有羟化酶活性。Eu F5H蛋白与蓝桉亲缘关系较近,Eu F5H在不同组织中表达水平差异显著,其中半木质化茎中表达水平相对最高。[结论]成功获得了尾叶桉GLU4木质素合成酶基因F5H的全长序列。     

植物β-胡萝卜素羟化酶研究进展

-β胡萝卜素羟化酶是植物类胡萝卜素合成代谢中的关键酶,它催化了植物中β-胡萝卜素经中间产物β-隐黄素合成玉米黄素的过程。β-胡萝卜素羟化酶广泛存在于植物、蓝藻和细菌等生物中,其基因在植物中成对出现,在原核生物中则处于基因簇内。该酶是一种非血红素双铁单加氧酶,分子中有富含组氨酸的模体。多种生物的β-羟化酶基因已被克隆并分别在细菌、蓝藻或植物中表达。玉米黄素能帮助植物抵御胁迫环境,β-隐黄素对癌症等人类疾病有抑制作用。采用基因工程手段改造β-羟化酶基因,将为培养高抗逆性作物和大规模生产β-隐黄素提供新途径。     

β2-肾上腺素能受体基因的克隆及序列分析

目的:克隆β2-肾上腺素能受体(β2-AR)全长基因片段.方法:根据GenBank中收录的猪β2-AR cDNA序列设计一对引物,以猪肝脏组织总RNA为模板,利用RT-PCR技术扩增目的基因,将其与pUC18载体体外连接,转化感受态大肠杆菌E.coil DH5α,筛选阳性克隆.结果:扩增出一条1257 bp的目的基因片段,该片段编码418个氨基酸.与CenBank中收录的猪β2-AR序列比对,其同源性为99.52%,编码的氨基酸有99.04%相同.结论:成功获得了β2-AR全长基因片段,为该基因的表达和受体筛药模型的建立奠定基础.     

西农萨能奶山羊β-酪蛋白基因启动子区的克隆、生物信息学分析及活性研究

根据已发表的β-酪蛋白基因全序列设计合成引物,以西农萨能奶山羊乳腺组织基因组DNA为模板,通过长链PCR扩增β酪蛋白基因组基因5’侧序列。将该序列克隆入pMD18-T载体,并对其进行序列测定。结果克隆得到西农萨能奶山羊β-酪蛋白基因-4 359至＋2 106共6465bp序列。该序列保留β-酪蛋白第一内含子、第一外显子和第二外显子及其信号肽部分。将该序列与已公布的其他山羊β-酪蛋白基因序列进行比较,其同源性为96％-98％。生物信息学分析显示,β-酪蛋白基因启动子区包含有TATA启动子序列和HOXF、Oct-1、AP1、CEBP、STAT、NFKB、GR、ER、PR和ETS等转录因子识别位点。将此6 465bp片段插入荧光素酶报道基因载体pGL3-Basic中,构建重组质粒pGL3／B65,瞬时转染萨能奶山羊原代培养的乳腺上皮细胞48h后检测显示,该假设的启动子区确有启动子功能,对泌乳激素发生反应。本研究为进一步构建有效的乳腺生物反应器载体奠定了基础。     

中国李PGIP基因的克隆及序列分析

以中国李叶片基因组为模板,PGIP基因保守序列为引物,扩增到1条全长1 192 bp的目的片段(Genbank登录号:DQ200847).序列分析表明:该片段与杏、桃、马哈利樱桃、梅的PGIP基因序列一致度达96%~99%,包含有1个完整的开放阅读框和1个内含子,其编码的氨基酸序列中含有一段典型的亮氨酸重复序列;分子进化分析表明,在分子进化树中,该序列与杏、桃、马哈利樱桃、梅的PGIP序列位于同一类.为植物分子抗病育种提供了1条基因资源.     

香蕉果实β-半乳糖苷酶基因cDNA克隆及序列分析

利用已报道β-半乳糖苷酶基因(-βga lactos idase)的保守序列设计简并引物,进行RT-PCR,从香蕉果实中得到900 bp左右的一个片段,命名为M A-ga l,序列分析表明M A-ga l全长927 bp,编码309个氨基酸,具有所有β-半乳糖苷酶基因共有的活性催化部位GGP IILSQ IENEY(F);M A-ga l片段的氨基酸序列与芦笋、草莓、番茄、芒果及鳄梨等果实相应基因的相似性分别为85.8%、80.9%、80.5%、79.1%和76.3%.     

法夫酵母β-胡萝卜素转化酶(Asy)基因的克隆及可溶性表达研究

[目的]从高产虾青素的法夫酵母(Phaffia rhodozyma) 7B12菌株中克隆β-胡萝卜素转化酶基因(β-Carotene converting enzyme gene,asy),并将该基因在大肠杆菌(Escherichia coli)中进行可溶性表达,为深入研究该酶的性质及应用提供基础.[方法]采用cDNA末端快速扩增技术,克隆得到asy基因全长cDNA序列,将其克隆到表达载体pET32a中,通过优化温度和IPTG浓度提高其可溶表达量;进一步在E.coli BL21(DE3)中共表达携带asy基因的重组质粒和pACCAR 16△crtx质粒(携带由乙酰辅酶A合成β-胡萝卜素的基因链),用液相色谱分析共转化菌株中类胡萝卜素种类的变化,鉴定可溶性表达的Asy酶活性.[结果]法夫酵母7B12菌株asy基因的cDNA序列与GenBank能检索到的唯一一条asy基因mRNA序列(Accession No.DQ002007.1)一致性达到97％,该序列总长1 971 bp,最大开放阅读框为1 614 bp,编码538个氨基酸,在E.coli BL21 (DE3)中表达的Asy融合蛋白分子量约为70 kD;条件优化后转化asy基因的重组菌在26℃、0.5 mmol/L IPTG的条件下诱导时,可溶性融合蛋白比例达85％.与pACCAR16△crtx单质粒转化相比,共转化pACCAR 16△crtx及asy基因的菌株类胡萝卜素产物的成分发生了明显的变化,其中α-胡萝卜素的含量明显减少,伴随出现了3种新的色素,根据出峰时间判断其中一种为β-胡萝卜素和虾青素的中间产物——β-隐黄质.[结论]从法夫酵母中克隆得到asy基因,通过优化诱导温度及IPTG浓度等条件提高了该基因在E.coli BL21(DE3)中的可溶性表达量,经鉴定可溶性的Asy融合蛋白具有转化β-胡萝卜素的活性.     

长柄链格孢四个二甲酰亚胺类杀菌剂胁迫差异表达基因的克隆与序列分析

为了阐明烟草赤星病病原真菌长柄链格孢Alternaria longipes对二甲酰亚胺类杀菌剂(DCFs)抗性的分子机理,前期克隆了16个DCFs胁迫差异表达基因的部分cDNA片段.为了利用基因敲除技术进一步分析这些差异表达基因的功能,本研究选取4个差异表达基因,即AlATP7、AlCIT1、AlGLUT和AlHSP88,应用DNA Walking技术对它们两侧的未知序列进行克隆.DNA测序和Blast搜索表明,AlATP7基因开放阅读框为712 bp,含4个外显子和3个内含子,编码169个氨基酸;AlCIT1、AlGLUT和AlHSP88基因未克隆到全长序列,5′末端还有200-300bp才到达翻译起始密码子ATG;在这些DNA序列中,AlCIT1基因长1 214 bp,含1个内含子,编码386个氨基酸;AlGLUT基因长1 308 bP,含1个内含子,编码417个氨基酸;AlHSP88基因长2 087bp,含2个内含子,编码628个氨基酸.与其他丝状真菌的氨基酸序列同源性比对发现,AlATP7和线粒体ATP合酶D亚基、AlCIT1和柠檬酸合成酶、AlGLUT和主要易化子超家族(MFS)类型葡萄糖转运子、AlHSP88和热休克蛋白HSP88分别具有很高的同源性.同时,还对4个DCFs胁迫差异表达基因的系统发育进行分析.基于这些蛋白功能的文献报道和前期的研究,推测A.longipes存在着一种新的DCFs抗性机制:A.longipes利用MFS类型葡萄糖转运子将DCFs排除到细胞外解毒,线粒体ATP合酶和柠檬酸合成酶参与能量供给,而热休克蛋白AlHSP88可能在该机制中促进一些重要蛋白的正确折叠和修复过程中发挥重要作用.     

平菇产植酸酶菌株的筛选及植酸酶基因区域的克隆

从平菇（Pleurotus ostreatus）8个菌株中筛选出3株高产植酸酶菌株,并根据GenBank中植酸酶基因的保守区设计并合成一对特异性引物,以平菇菌丝的总DNA为模板,通过PCR扩增,获得了一条长约920 bp的片段.DNA序列测定结果表明,该片段长度为919 bp.采用blast进行序列比对,结果表明：该片段与曾报道的源于Trametes pubescens的植酸酶phyA（GenBank Accession：AJ310700）基因相比较,其DNA序列同源性为93%.该片段含有3个内含子,含有植酸酶基因的活性位点保守序列（Active-site sequence）RHGARYPT.     

梅花类黄酮3′-羟化酶基因片段基于基因组DNA的简并PCR法克隆

用该研究设计的“预先去杂-SDS法”从梅花嫩叶提取到高质量的基因组DNA。根据11条已公开发表的并提交到GenBank的类黄酮3＇-羟化酶基因cDNA的假定氨基酸序列的保守区设计2个正向简并引物和3个反向简并引物组成6对引物,仅有1对引物能以PCR法同时从梅花‘南京红须’、‘南京红’和‘粉皮宫粉’的基因组DNA扩增到一个469bp的核苷酸片段,这3个片段在总体上有99．72％的一致性,与11条类黄酮3＇-羟化酶基因cDNA的相应区域有65．57％的一致性。同时,“GGEK”并非类黄酮3＇-羟化酶的特征性模体。这是首次从木本植物的基因组DNA克隆到类黄酮3＇-羟化酶基因片段。该研究结果可为梅花类黄酮3＇-羟化酶基因全长的克隆奠定基础。     

小麦ζ-胡萝卜素脱氢酶cDNA全序列的克隆

目的:从普通小麦品种EM12中克隆ζ-胡萝卜素脱氢酶(ζ-carotene desaturase,ZDS)基因的cDNA全长序列.方法:根据已报道的EST序列,应用cDNA末端快速扩增(RACE)技术,对EST两端未知序列进行扩增、克隆和测序.结果:克隆得到cDNA全长序列2 150bp,其ORF序列为1 707bp,预测编码568个氨基酸残基,推测蛋白质分子量62.5kDa,带有一段19aa的信号肽序列.结论:根据同源序列分析,该序列与水稻ZDS蛋白的同源性为97%,与玉米ZDS蛋白的同源性为91%,而且与其他高等植物的ZDS都具有较高的同源性.该基因序列的分离与克隆为进一步开展小麦β-胡萝卜素生物合成机制的研究和利用转基因技术提高小麦β-胡萝卜素含量的研究奠定了基础.     

红景天线粒体nad7基因内含子2序列测定及其系统发育意义

开展濒危藏药红景天的分子生物学研究, 可以为红景天遗传资源鉴定与保护提供指导。利用线粒体中nad7基因的保守序列设计的引物, 对分布于四川的大花红景天、长鞭红景天和吉林的高山红景天等9份材料进行PCR分析, 发现在所有的红景天材料中均获得约800 bp的扩增产物。进一步对扩增片段进行序列测定, 结果表明该片段除具有53 bp的外显子区外, 其内含子长度均为738 bp, 有9个核苷酸变异位点。将测定序列进行比对和聚类分析表明, 红景天线粒体nad7内含子2序列被单独聚类。而且测定的红景天的nad7 内含子 2序列, 其长度均小于其他高等植物的同源序列, 体现了红景天属植物的该基因区域的特异性, 可能与特殊的生态环境有关。